摘要：回转式空预器因其结构紧凑、重量较轻，在300MW及以上容量锅炉上得到广泛应用，国内已有超过4500台回转式空预器投入运行。但是，回转式空预器漏风率一般为5%-10%，如果制造工艺或维护不好甚至会达到20%。空预器漏风主要包括直接漏风和携带漏风两部分，分别占漏风量的70%-85%和15%-30%。对此，通常通过采取密封手段减少直接漏风量。漏风率较大时，可通过双向密封、径向密封、环形密封和轴向密封改造及密封跟踪控制系统优化等常规措施进行治理，但难以进一步降低漏风率。某火电厂通过柔性接触式密封改造，进一步降低了空预器漏风率，经济效益明显。
关键词：回转式空预器；漏风率；柔性接触式密封；供电煤耗；节电率
引言：近年空预器柔性接触式密封技术不断得到改进，可实现空预器漏风率在一个大修期（5年）内漏风率≤5%。通过空预器密封改造机组高负荷下空预器平均漏风率为4.045%，低于BRL（满负荷660MW）工况的设计漏风率6.00%，供电煤耗下降约0.71ｇ／（KW·h），引风机和一次风机电耗节电率分别达到12.2%和18.85%，年节约电费约227万元，节约标煤2383t，经济效益显著。目前，柔性接触式密封技术仍存在密封装置失效导致空预器卡死，影响机组安全运行的缺陷，还有待于进一步改进。
一、柔性接触式密封技术
空预器在运行时一次风、二次风侧为正压，烟气侧为负压，空气会通过密封片与扇形板、弧形板的间隙向烟气侧泄漏。柔性接触式密封技术是通过减少漏风面积来降低空预器漏风率，即将扇形板固定在一定位置，将柔性接触式密封系统安装在转子隔仓板上，静态时，接触式密封滑块高出扇形板5--10ｍｍ。当柔性接触式密封滑块运动到扇形板下面时，支撑弹簧发生形变，密封滑块与扇形板接触，理论上会形成严密无间隙的密封系统。当该密封滑块离开扇形板后，支撑弹簧将密封滑块自动弹起，如此循环进行。采用支撑弹簧，允许空预器转子在热态运行下有一定的圆端面变形以及圆周方向的变形。滑块上镶嵌有自润滑合金，高温下干摩擦系数较小，对主轴电机驱动电流影响很小。柔性接触式密封盒材质采用考登钢材质和金属陶瓷喷涂防磨抗腐蚀技术处理。接触器采用耐高温抗磨复合材料，属易损件，但容易更换。在更换、固定和调整受损的固定密封片时，首先需完成空预器转子找正和扇形板水平调整。在密封片背后隔仓加装密封组件，增装扇形板过渡板和热端扇形板远程控制调节机构[1]。
二、空预器漏风治理
某火电厂1、2号机组采用哈尔滨动力设备股份有限公司制造的33.5－VI（T）－2200－SMR型全模式VI型三分仓回转式空预器，其转子直径为15710ｍｍ，高度为2.574ｍ，重量为560ｔ／台，转速为0.75ｒ／ｍｉｎ。1、2号机组分别于某年的3月和5月投入商业运行后，对空预器进行了径向接触式密封改造，运行至今空预器密封情况良好。某一时间内对１、２号机组在660ＭＷ负荷下的空预器进行了漏风试验，试验数据见表１。
表１、１、２号锅炉空预器漏风试验数据：
由表１可知，满负荷下１号锅炉空预器漏风率为8.35%，经过接触式密封改造后２号锅炉空预器漏风率为3.634%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此次密封改造降低了空预器漏风率，而烟风系统阻力特性没有明显变化。１号机组负荷为６６０ＭＷ时，锅炉两侧空预器改造前电机电流为17.05／14.7Ａ，改造后为17.78／16.51Ａ，密封改造后电机电流略有增加。间隔一段时间内，再次对电厂1/2号锅炉空预器进行漏风试验，试验数据见表２、表３。由表２、表３可见，１、２号锅炉高负荷下两侧空预器平均漏风率为4.55％和4.43％，低于ＢＲＬ（满负荷660ＭＷ）工况的设计漏风6.00％。
１、２号锅炉空预器经过接触式密封改造半年后，漏风率仍较低，密封装置运行正常。２号锅炉再次进行漏风试验，测得机组660MW负荷下漏风率为3.475%，与之前在机组660MW负荷下测试结果接近，均处在较低水平[2]。
三、治理效果
密封改造后空预器运行1年内的漏风率≤4%，在１个大修期（5年）内漏风率≤5%。以密封改造后实测平均漏风率4.045%和排烟温度133.8℃为基础计算得到，空预器热端漏风率每降低１％，供电煤耗可降低0.25ｇ/（KW·h）。600MW等级机组锅炉空预器平均漏风率由8.350%％降至4.045%，则供电煤耗下降约0.71ｇ/（KW·h）。空预器密封改造后，机组负荷为300-600MW时，引风机电机电流下降幅度为20-40Ａ，电功率下降平均值达到12.2％；2台一次风机总电流下降幅度达到75--105Ａ。机组600MW负荷下，空预器平均漏风率由8.35%降至4.045%，排烟总量约降低4.23%。通过空预器漏风改造，引风机节电率达到12.15％，一次风机节电率达到19.51％，按0.373元／（KW·h）计算，空预器漏风改造每年可节约电费227.5万元，按一定时间段内电厂发电量估算，每年可节约标煤2382ｔ。
四、烟气系统风机的优化运行的可行性
600MW和1000MW锅炉机组的烟气系统一般设置2台引风机和2台脱硫增压风机。在引风机参数的选择上，考虑到空气预热器的漏风、脱硝催化剂导致的烟气中生成的硫酸氢胺对空气预热器冷端受热面的沾污造成其阻力上升等因素，以及脱硝催化剂的阻力随运行时间而增加，引风机的风量裕量一般选择10%～17％，压头裕量一般选择30％。选择75％BMCR、60％BMCR、50％BMCR和30％BMCR4种负荷，对单台引风机运行和2台引风机＋2台增压风机运行2种运行方式的系统参数进行计算。计算中，假定空气预热器的漏风、阻力处在较为理想的状态，均取为设计值，SCR催化剂加装的层数为2层。为了实现在机组部分负荷下从双引风机＋双脱硫增压风机向单一引风机的切换，在烟气系统的设计上，2台除尘器出口烟道之间需设置联通烟道及挡板，使得引风机可单侧运行；在脱硫系统增压风机的进出口需增设旁路烟道和挡板，使得可旁路增压风机，由引风机将烟气从炉膛中抽吸并经过脱硫系统最终排出烟囱。
结论：
文章运用柔性接触式密封技术对某火电厂烟风系统三分仓回转式空气预热器（空预器）进行漏风治理和密封改造，与常规漏风治理措施相比进一步降低了空预器漏风率，在机组高负荷下空预器平均漏风率由8.350%降至4.045%，同时使供电煤耗下降约0.71g／（KW·h），引风机和一次风机电机功率平均下降12.2%和18.85%，引风机节电率达到12.15%，一次风机节电率达到19.51%，按0.373元／（KW·h）计算，空预器漏风改造每年能节约电费227.5万元，经济效益显著。
参考文献：
[1]潘效军，马金凤，吴景兴．三分仓回转式空气预热器漏风综合治理[J],中国电力，2017,35(07):22-25.
[2]刘贵锋，孙建波．双密封技术在回转式空气预热器密封改造中的应用[J].热力发电，2016(03):37-41.
[3]陈必坤．一种基于模糊控制方法的电站锅炉空气预热器漏风控制系统[J].热力发电，2017(12):72-75.
论文作者:陈华
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/7
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